硅晶3D鋰電池如何解決負極膨脹帶來的安全問題

2023/3/22 來源(yuan)：深圳市樂(le)貝(bei)可科技有(you)限公(gong)司(si) 點擊(ji)次數(shu)：

為了應對鋰電池負極中硅的膨脹帶來的安全問題，美國一家公司提出了3D結構理論，他們叫做3D鋰電池。什么叫3D鋰電池？大(da)家(jia)都知道(dao)了，現在(zai)的(de)電(dian)(dian)(dian)池無論是(shi)(shi)圓柱(zhu)、方(fang)形(xing)、刀片電(dian)(dian)(dian)池還是(shi)(shi)軟(ruan)包都是(shi)(shi)一(yi)個長條狀的(de)電(dian)(dian)(dian)池卷繞起(qi)來(lai)的(de)，比(bi)如(ru)說(shuo)在(zai)軟(ruan)包電(dian)(dian)(dian)池中，看上(shang)去是(shi)(shi)一(yi)個方(fang)殼電(dian)(dian)(dian)池，但實(shi)際上(shang)里(li)面的(de)芯(xin)片隔膜就像(xiang)是(shi)(shi)疊被子一(yi)樣一(yi)層一(yi)層的(de)被疊了起(qi)來(lai)。

而美國這家的研發團隊，徹底放棄了這種幾十年一直用的疊片方式，他們把芯片給做成了一條條的片狀結構，然后插入到電池中，外表看上去像是軟包電池，但實際上,鋰電池結構件內部是在水平方向上多一點正負極隔膜，相當于是正極隔膜，負極隔膜，正極隔膜，這種構型的橫截面就是一盒口香糖一樣，將隔膜插入其中，原來的軟包電池極片的面兒是上下，那么現在是改為左右，這樣整個電池用一個不銹鋼外殼兒來進行封裝(zhuang)。

在鋰電池的(de)(de)生(sheng)產中其實也在一定程度(du)上(shang)運用了(le)現有的(de)(de)一些設備，芯(xin)片依然(ran)是(shi)以整(zheng)體進行涂(tu)布，涂(tu)布后(hou)的(de)(de)電芯(xin)直接用激光切割成(cheng)一條一條的(de)(de)，與(yu)此同時(shi)隔膜也被切割成(cheng)一條一條的(de)(de)，就有專門的(de)(de)設備，按(an)照順序(xu)，把芯(xin)片與(yu)隔膜壓(ya)實在一起(qi)，然(ran)后(hou)電芯(xin)兒的(de)(de)作為(wei)主體就完成(cheng)了(le)。

3D結構為何能夠比較有效的緩解負極的膨脹？原因很簡單，因為負極膨脹的時候，它的作用力其實在一定程度上被分散掉了。注意前面說的整個電池是嵌入到一個不銹鋼鋰電池外殼里的(de)(de)(de)，那(nei)么這個堅固(gu)的(de)(de)(de)外殼，也會對負極膨(peng)脹(zhang)有(you)的(de)(de)(de)一定的(de)(de)(de)控制，在(zai)數(shu)據上來(lai)看，如果(guo)采用晶體硅(gui)為(wei)負極，那(nei)么軟包(bao)電(dian)池(chi)膨(peng)脹(zhang)力(li)高(gao)達1.7噸的(de)(de)(de)力(li)的(de)(de)(de)方向(xiang)上下，而利用3D設(she)計，膨(peng)脹(zhang)力(li)只有(you)218磅，而且(qie)是(shi)左右的(de)(de)(de)，只要外面(mian)的(de)(de)(de)不銹鋼外殼能(neng)夠有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)擴(kuo)壓(ya)力(li)，鋰(li)電(dian)池(chi)將是(shi)安全的(de)(de)(de)，因為(wei)它這個力(li)相當于是(shi)縮小了接近18倍，這將為(wei)晶體硅(gui)用負極的(de)(de)(de)鋰(li)電(dian)池(chi)應用帶來(lai)可行性。

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